Сегодня мы поговорим о SIP телефонах. А именно, об опыте использования SIP телефонов в локальной сети офиса, которые подключаются к SIP серверу через публичную сеть Интернет. Если вы используете SIP-телефоны вместе с нашим облачным сервисом, то данная заметка будет полезна и поможет избежать основных проблем при работе IP телефонии за NAT.

Что такое NAT?

Начнем с того, а что же такое этот NAT?

Не буду копировать из wiki умные вещи, попробую объяснить проще - NAT (Network Address Translation) — это механизм, который позволяет маршрутизатору (наш сервер, роутер, модем – все, что используем для выхода в Интернет) определять какие сервисы находятся за роутером и должны быть доступны из интернета, чтобы пользователи оттуда могли этими сервисами пользоваться. Так как, в большинстве случаев, у нас всего 1 внешний (белый, публичный – как кому больше нравится) IP адрес, а устройств в сети много, то мы используем локальные (серые) IP адреса. Они не доступны из Интернета, а NAT помогает нам опубликовать в мир какой-то порт из локальной сети.

Надеюсь, что здесь пока все понятно…

Проблема телефонии за NAT

Начнем с голоса. Вряд ли стоит объяснять, почему NAT является проблемой для голосового трафика. Если SIP протокол использует 1 статический порт на аппарате, то для голоса такой порт назначается динамически при каждом новом звонке. Как результат, каждый из нас знаком с ситуацией в IP-телефонией, когда голос ходит только в одном направление или вовсе отсутствует. Сразу следует заметить, что универсального «лекарства» здесь нет: все решения этой проблемы в большей или меньшей степени частные. Впрочем, проблема обхода NAT голосовым потоком – это лишь одна сторона медали. Вначале мы рассмотрим, какие препятствия создаёт NAT для сигнальных сообщений (в таких случаях звонок вообще не попадает на телефон за NAT) и какие расширения SIP были разработаны для их преодоления.

Обход NAT SIP-сигнализацией

При использовании UDP протокола, отправка ответа на SIP-запрос осуществляется на тот IP-адрес, с которого запрос был получен. Номер же порта для отправки извлекается из заголовка Via в SIP пакете. В случае использования NAT – это порт, на котором ожидает ответа наш IP телефон, но точно не тот порт, через который происходит NAT-трансляция и на котором NAT ожидает поступления ответа, чтобы его дальше направить уже на телефон. Мы получаем ситуацию, в которой звонок не может достичь SIP телефона:

Для решения этой проблемы SIP умеет отправлять ответ на порт, с которого запрос был получен, вместо порта, взятого из заголовка Via. При этом сам порт заносится в специальный параметр rport-заголовка Via. Это позволяет ответу найти соответствие в таблице NAT и достичь целевого узла. Этот метод называется симметричной маршрутизацией ответов.

Другая проблема заключается в том, что каждая запись в таблице трансляции NAT автоматически удаляется после определенного промежутка времени. Это актуально не только для установления нового соединения, но и во время SIP-диалогов новые сообщения также могут не поступать в течение длительного промежутка времени, чего достаточно для того, чтобы запись из таблицы была удалена. В таких случаях мы можем наблюдать ситуацию, что звонок разрывается точно на 30-40 секунде.

Для решения данной проблемы, SIP умеет периодически отправлять запросы re-INVITE, OPTIONS, INFO, NOTIFY либо другие. В итоге мы получаем вот такую картинку:

Open

Обход NAT медиатрафиком

Решение проблемы обхода NAT медиатрафиком требует более сложных изменений, поскольку необходимо заменить IP-адрес и номер порта, анонсированные в SDP-сообщении, таковыми, что обеспечат доставку потоков нужному адресату за NAT. Есть несколько способов решения данной проблемы, но, так как данная заметка уже получается довольно большой, я остановлюсь только на прохождении SIP, так как именно с этим чаще всего сталкиваются наши клиенты.

Рекомендации по настройке SIP телефонов

Несколько основных рекомендаций по настройке SIP телефонов в сети (на примере аппарата Yealink).

RPort

Включить параметр rport:

Keep Alive

Включить и отправлять каждые 30 секунд Keep Alive. У других производителей телефонов может называтся: re-INVITE, OPTIONS, INFO, NOTIFY

Open

Разные локальный SIP

В некоторых случаях помогает, если каждому аппарату задать свой уникальный локальный SIP порт:

Open

TCP/TLS

Также можно использовать TCP либо TLS вместо UDP. В некоторых случаях это более надежное решение для обхода NAT. При использовании TLS, следует обратить внимание, что порт подключения к webitel нужно указать 5071, вместо стандартного для UDP/TCP 5070

Отдельная сеть

Хорошей практикой является выделение для SIP телефонов отельной локальной сети с QoS приоритезацией голосового трафика. Еще лучше – настроить отдельный VLAN под IP телефонию.